Những bước tiến và đột phá về khoa học công nghệ trong năm 2021

Năm 2021 sắp trôi qua trong bầu không khí lễ hội và dưới cái bóng của biến thể Omicron. Nhìn lại sự phát triển trong lĩnh vực khoa học công nghệ trong 1 năm qua, nhân loại đã có những bước tiến và đột phá gì? 

1. Bằng chứng mới kết thúc cuộc điều tra về nguyên nhân tuyệt chủng của loài khủng long

Đã có một số giả thuyết về nguyên nhân dẫn đến sự tuyệt chủng của loài khủng long, chẳng hạn như một loạt các vụ phun trào núi lửa, tiểu hành tinh va vào Trái Đất và các thảm họa toàn cầu khác. Nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Science ngày 24/2 này cuối cùng đã khép lại cuộc điều tra.

Nghiên cứu cho biết, từ tất cả các bằng chứng thu thập được tính đến nay, có thể kết luận rằng loài khủng long tuyệt chủng là do một tiểu hành tinh va vào Trái Đất cách đây 66 triệu năm. Các nghiên cứu ước tính rằng 75% sinh vật trên hành tinh dần dần bị chết đói và tuyệt chủng trong 20 năm sau vụ va chạm, trong đó có cả khủng long.

2. Nghiên cứu mới tiết lộ nguyên nhân thực sự cái chết của cư dân Pompeii

Năm 79 sau Công nguyên, vụ phun trào của núi lửa Vesuvius ở Ý đã lấy đi mạng sống của khoảng 2.000 người dân ở Pompeii. Trong khu di tích Pompeii được khai quật sau đó, người ta tìm thấy nhiều người vẫn ở tư thế thường ngày khi tử vong. Điều này khiến vụ thảm họa trở nên rất bí ẩn, chứng tỏ những người này đều bị tử vong trong tình trạng bất ngờ và chỉ trong một khoảng thời gian rất ngắn ngủi.

Một nghiên cứu được công bố vào ngày 2/3 trên Scientific Reports, tiết lộ rằng các cư dân của Pompeii đã bị chết ngạt bởi tro bụi núi lửa dày đặc chỉ trong 17 phút, không giống như những phỏng đoán trước đó là bị “chôn sống” bởi dung nham, hoặc bị bỏng bởi không khí nóng.

3. Rối lượng tử di chuyển về cấp độ vĩ mô: “Nguyên lý bất định” bị phá vỡ

Rối lượng tử là một trong những hiện tượng kỳ lạ bên trong lĩnh vực lượng tử. Khi 2 hoặc nhiều hạt liên kết với nhau theo một cách nhất định, bất kể chúng ở xa nhau như thế nào trong không gian, trạng thái của chúng vẫn liên kết với nhau.

Trước đây, các nhà khoa học chỉ quan sát được hiện tượng rối lượng tử trong thế giới vi mô, trạng thái kỳ diệu nơi 2 hạt được giữ đồng bộ trong không gian. Một báo cáo nghiên cứu đăng trên tạp chí Science ngày 7/5 cho biết, hiện tượng này cũng quan sát được ở quy mô vĩ mô và nhận thấy rằng nó đã phá vỡ nguyên lý bất định cổ điển trong cơ học lượng tử (tạm dịch là Nguyên lý bất định).

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng đầu trống bằng nhôm chỉ khoảng 10 micrometer ở cả 2 mặt, sử dụng các photon vi sóng để làm rung màng trống của chúng và nhận thấy rằng chúng có thể duy trì trạng thái đồng bộ của rối lượng tử. Nghiên cứu trước đây bị hạn chế bởi “nguyên lý bất định”, không thể đo lường chính xác vật thể vướng víu lượng tử với nhau, chỉ có thể ước lượng thông qua suy đoán. Nhưng nghiên cứu này lần đầu tiên phá vỡ nguyên lý này và có thể đo lường vật thể trong trạng thái rối lượng tử.

4. Có một lượng nguyên tố phóng xạ siêu thường trên bề mặt sao Hỏa

Dựa trên kết quả phân tích dữ liệu được thu thập bởi tàu thăm dò cố định InSight trên sao Hỏa, một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science vào ngày 23/7 tiết lộ rằng lớp vỏ sao Hỏa bức xạ nhiều hơn so với những gì đã biết trước đây. Các nhà nghiên cứu cho biết, các nguyên tố phóng xạ hạt nhân chứa trong lớp vỏ sao Hỏa cao gấp 13 – 20 lần giá trị mà các vệ tinh phát hiện trước đó.

Những phát hiện của nghiên cứu này phù hợp với lý thuyết do nhà vật lý plasma người Mỹ John Brandenburg đưa ra. Một nghiên cứu do ông Brandenburg trình bày vào năm 2015 đã tuyên bố, có bằng chứng cho thấy đã có những vụ nổ hạt nhân khổng lồ trên sao Hỏa vào thời cổ đại. Quy mô của nó rất lớn, hoàn toàn có thể làm thay đổi hoàn toàn khí hậu và môi trường trên sao Hỏa, khiến sao Hỏa trở nên cằn cỗi như hiện nay.

5. Thực vật không “tiến hóa” dần dần, 2 lần đột biến của chúng cách nhau 250 triệu năm

Theo thuyết tiến hóa, thực vật trên Trái Đất dần dần phát triển từ những thực vật đơn giản nhất như rêu, thành thực vật trên cạn, rồi đến thực vật có hoa, với mức độ phức tạp ngày càng cao. Tuy nhiên, một nghiên cứu do Đại học Stanford dẫn đầu đã phát hiện ra rằng sự phát triển của thực vật trên Trái Đất đã xuất hiện 2 lần phát triển nhảy vọt, với khoảng thời gian lên tới 250 triệu năm. Trong khoảng thời gian dài như vậy, thực vật không hề “tiến hóa”. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science ngày 17/9.

Các nhà nghiên cứu mô tả rằng vào đầu kỷ Devon (một kỷ địa chất trong đại Cổ Sinh), tức khoảng 420 triệu đến 360 triệu năm trước, thực vật trên cạn đã trải qua làn sóng thịnh vượng đầu tiên. Vào thời đó, trên mặt đất không có cây cối, chỉ có cỏ, bụi cỏ có thể cao tới 20 feet Anh (khoảng 6 m).

Sau đó, sự phát triển của thực vật bị đình trệ. Mãi cho đến cuối kỷ Phấn trắng (100 triệu đến 66 triệu năm trước), một lượng lớn các loài thực vật có hoa phức tạp đột nhiên xuất hiện trên Trái Đất và môi trường sinh thái mới trở nên gần gũi với những gì con người thấy hiện nay.

6. Một vùng tách biệt được tìm thấy trong hệ Mặt Trời

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí “Science Advances” ngày 15/10 cho thấy, vào thời kỳ đầu hình thành hệ Mặt Trời khoảng 4,5 tỷ năm trước, có một khoảng trống hình tròn rõ ràng trong đám mây khí bụi hình đĩa xung quanh Mặt Trời.

Điều này cuối cùng có thể giải thích tại sao các thiên thạch từ hệ Mặt Trời rõ ràng đều đến từ 2 vùng, chính là khoảng trống hình tròn này chia hệ Mặt Trời thành 2 nơi, vòng trong và vòng ngoài với khoảng cách khác nhau so với Mặt Trời.

Trong số các thiên thạch được tìm thấy trên Trái Đất, một loại đến từ các khu vực gần Mặt Trời hơn, và loại khác đến từ các khu vực xa Mặt Trời hơn. Nghiên cứu này phát hiện ra rằng trong giai đoạn đầu của quá trình hình thành hệ Mặt Trời, từ trường ở những khu vực xa Mặt Trời mạnh hơn từ trường ở những khu vực gần Mặt Trời hơn.

Điều này có nghĩa là khả năng bồi tụ của các hành tinh ở bên ngoài của hệ Mặt Trời mạnh hơn so với các hành tinh bên trong. Sao Mộc, hành tinh khí khổng lồ, nằm ở vùng ngoài của hệ Mặt Trời.

7. Trái Đất nằm trong một đường hầm từ trường khổng lồ

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Astrophysical Journal ngày 10/12 cho thấy, hành tinh của chúng ta và toàn bộ hệ Mặt Trời nằm trong một đường hầm từ trường khổng lồ. Chiều dài của đường hầm này khoảng 1.000 năm ánh sáng.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng đường hầm này có độ cong nhất định. Các hạt tích điện và từ trường tạo thành một cấu trúc giống như sợi dây dài và mỏng, lấp đầy đường hầm. Nghiên cứu còn đặc biệt đề cập rằng 2 cấu trúc thiên thể quy mô lớn ban đầu được cho là không liên quan, gồm “North Polar Spur” và “Fan Region” (Vùng hình quạt) vốn là một phần của đường hầm này, và nằm ở song song với Trái Đất, ở cả 2 phía.

8. Có ít nhất 2 chủng người tiền sử cách đây 3,7 triệu năm

Trong một thời gian dài, các nhà khoa học tin rằng bộ xương người cổ đại được các nhà khoa học phát hiện vào năm 1974 (sau này được đặt tên là Lucy) là chủng người cổ đại duy nhất. Tuy nhiên, một nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature ngày 1/12 đã phân tích lại một số hóa thạch dấu chân ban đầu được cho là của gấu và phát hiện ra rằng chúng thực sự do người tiền sử để lại và không phải chủng người Lucy. Những dấu chân này đến từ thời đại tương tự như thời Lucy sống.

Khám phá này có nghĩa là có hơn 1 chủng người đã sống trên Trái Đất vào cùng thời điểm cách đây 3,7 triệu năm. Theo nhà nghiên cứu, đánh giá từ các manh mối khác nhau trên di chỉ hóa thạch, khu vực đó có môi trường tự nhiên hoàn chỉnh của châu Phi trong suốt thời kỳ tiền sử. Nơi đây không chỉ có ít nhất 2 chủng người, mà còn có cả chim, linh dương, linh cẩu và các loài động vật khác. .

9. Một nửa tài nguyên nước trên Trái Đất đến từ gió Mặt Trời

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Astronomy ngày 29/11 cho thấy các hạt tích điện ban đầu trong gió Mặt Trời sẽ biến thành nước khi chúng gặp bụi không gian! Khám phá này cuối cùng đã giải đáp được bí ẩn mà trước đây các nhà khoa học đặt ra về nguồn nước trên Trái Đất.

Các nhà khoa học chỉ biết rằng thiên thạch rơi xuống Trái Đất sẽ mang nước đến Trái Đất, nhưng tỷ lệ nước nặng chứa trong nước của thiên thạch cao hơn trên Trái Đất. Các nhà nghiên cứu đã tính toán rằng nếu các nguồn nước được tạo ra bởi bức xạ bụi và các nguồn nước từ các thiên thạch được trộn theo tỷ lệ 50:50, thì tỷ lệ đồng vị Deuterium và hydro trong các nguồn nước có kết quả giống hệt như tỷ lệ của nước trên Trái Đất. Kết quả là, các nhà nghiên cứu tin rằng ít nhất một nửa lượng nước trên Trái Đất đến từ sự tương tác của gió và bụi Mặt Trời.

10. Tàu thăm dò của NASA lần đầu tiên đi vào bầu khí quyển Mặt Trời

Tàu thăm dò Mặt Trời Parker do NASA khởi hành sẽ bay gần Mặt Trời hơn mỗi khi bay qua Mặt Trời. Nó đã bay qua Mặt Trời lần thứ 10 trong năm nay và lần đầu tiên đi vào bầu khí quyển của Mặt Trời. Tàu thăm dò đã gửi lại một đoạn video về lần đầu tiên xuyên  qua tầng “đa tạp Riemannian giả” trong vành nhật hoa (hoặc nhật miện, là vành ánh sáng phát ra từ không gian xung quanh Mặt Trời), mà NASA cho rằng giống như bay vào “mắt bão”.

Lần này, NASA cũng phát hiện ra rằng bề mặt của vành nhật hoa không phải là bề mặt hình cầu nhẵn, mà không bằng phẳng và có nhiều nếp nhăn. Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Physical Review Letters ngày 14/12.

Theo The Epoch Times,

Bình Minh

Xem thêm: